LCD驅動原理課件

ModuleTeam‘10.03.12LCD驅動原理基礎[Rev0.0]ContentsLCD概要1LCDPANEL2LCDModule3

別稱4■LCDDisplay分類LiquidCrystalDisplayPMLCDAMLCDTNSTNAFLCDa-SiTFTPoly-SiTFTTFDHTPSLTPSTwistedNematicSuperTwistedNematicAntiferroelectricAmorphousSiTFTThinFilmDiodeHighTemperaturePolySiTFTLowTemperaturePolySiTFTTFT:ThinFilmTransistorLCD概要■Resolustion種類LCD概要分辨率Pixel?畫面比率表現(xiàn)縮寫176x14476,0324:3QCIFQuarterCommonIntermediateFormat176x200105,600

QCIF+QuarterCommonIntermediateFormat+320x240230,4004:3QVGAQuarterVideoGraphicsArray352x288304,1284:3CIFCommonIntermediateFormat480x272391,68016:9WQVGAWideQuarterVideoGraphicsArray360x640691,20016:9nHDNinthHD640x480921,6004:3VGAVideographicsArray800x4801,152,00016:9WVGAWideVideoGraphicArray480x8641,244,16016:9WVGAWideVideoGraphicArray800x6001,440,0004:3SVGASuperVideoGraphicsArray1024x7682,359,2964:3XGAExtendedGraphicsArray1280x7682,949,12016:9HDHighDefinition1366x7683,147,26416:9HDHighDefinition1280x10243,932,1605:4SXGASuperExtendedGraphicsArray1600x12005,760,0004:3UXGAUltraExtendedGraphicsArray1920x10806,220,80016:9FullHDFullHighDefinition1920x12006,912,00016:10WUXGAWideUltraExtendedGraphicArray“液晶標識裝置.利用隨著認可電壓液晶透視圖的變化，各種裝置中發(fā)生的多樣電子信息變化，使變?yōu)殚_始信息傳達的電子元件。無自身發(fā)光性

不用借光，但是消費電力小，便攜式可以廣泛使用的平板顯示。.”(Nvaver百科詞典)液晶ColorFilterTFTarrayBacklightLCD概要■LiquidCrystalDisplay上Pol’下Pol’■TFTPANEL構造ILCDPANELData輸出Gate輸出Gate輸出ICLCDPANEL

Gate電壓輸入時

TFTONTFTON時,電流從Source移動到

Drain

通過Source進入,Data電壓儲存在

StorageCap中維持電壓

根據儲存在StorageCap的電壓和上

Glass的

Common電壓電界現(xiàn)象

液晶回轉,以此光亮調節(jié)■TFTPANEL運作原理ⅠLCDPANEL■TFTPANEL運作原理ⅡLCDPANEL■TFTPANEL運作原理Ⅲ區(qū)分StorageonCommon構造StorageonGate構造正面?zhèn)让嫣卣?ApertureRatio(開口率)低-Vcom和Cs是維持sync-Storage能力顯著-透視率低-ApertureRatio(開口率)高-Vcom和Cs是維持sync-Storage能力在狀態(tài)上落后-透視率高GateLineGateLineCommonLinePixelElectrodeDatalinePixelElectrodeGateLineGateLineDatalineLCDPANEL■TFTPANEL運作原理Ⅴ

為了PNLPIXEL驅動所需的電壓區(qū)分內容Gate電壓

為了能使PIXEL電壓得到認可，打開

TFT門的電壓Data電壓

通過液晶中認可的電壓，

和Common電壓形成電界的電壓Common電壓

通過上

Glass中認可的電壓，和

Data電壓形成電界的電壓Common電壓Gate電壓Data電壓Pixel(RGBSubpixel)LCDPANEL■TFTPANEL種類:根據液晶區(qū)分-TN(TwistedNematic)-STN(SuperTN)-OCB(OpticallyCompensatedBendMode)

為了不變化，隨著歪斜地起來狀態(tài)的光學特征看的方向從使用3角度的光學補償到3角度方向為折射率均等的方式.-VA(VerticalAlignment)

在電壓未得到認可的時候，液晶從基板到豎直的立著遮住光；電壓得到認可的時候，液晶下降使光能通過。應用VA方式制作的技術Fujitsu(社)的MVA方式,IBM???的PVA方式,夏普的ASV方式.-IPS(In-PlaneSwitching)

現(xiàn)在LPL使用的技術從HITACHI到開發(fā)的技術SSIPSSVA※應答速度/視角:TN<VA,IPSLCDModule■Module構造FPCICLightGuidePlate輸入連接(INTERFACE)

是Set和Modul的連接部分.

由20~40pin構成.

構成要素

->數據信號

(4~18個)->電子協(xié)議(傳送方式)->電源及

GND驅動IC

是驅動回路的核心要素.

由于使用半導體集成回路工程，

可構成小的大小的回路.

作用

(相似體信號生成)->Panel驅動數據生成

->Panel驅動信號生成

->Panel驅動電壓生成外裝部品(驅動IC用)-為了驅動IC的運轉的部品.

構成要素

->電源安全化電容

->電源電壓生成電容

->Panel電壓生成電容

LightGuidePlate位于LCPanel下層，以Panel

方向，起供給均勻的平面光

的作用-LED???/???■ICOuterConfigurationLCDModulePowerGate,DataOutputInterfacePowerInput■ICBLOCKDiagramLCDModulePOWEROUTPUTInterfaceLCDModule■ICBLOCKDiagram23=8grayscales■GrayScaleGenerationV1V2V3V4V5V6V7V8T1T2T3T4T5T6T7T8WhiteBlack111100000000111111110000D1D2D38Gray-scaleL/CVoltageDigitalData(3-bit)111110101100011010001000IC內部信號COGSource輸出LCDModule■彩色體現(xiàn)(Bit輸入決定)#ofColor=2n(R)

×2n(G)

×2n(B)N:#ofdatabitsofLDI

3bit=8-gray/RGB=512colors4bit=16-gray/RGB=4,096colors5bit=>25(R)×26(G)×25(B)=65,536colors6bit=64-gray/RGB=262,144colors

8bit=256-gray/RGB=

16,777,216colors

LCDModule■GrayScaleWithaLinearL/CVoltage

通過人眼看display的時候，隨著透視率認識graylevel，但是隨著一定的電壓LEVEL下透視率會出現(xiàn)非線性，在這種情況下，GrayScale也會出現(xiàn)非線性.就這樣，為了隨GrayScale變更為均等的透視率的話和下面的一樣。LCDModule■γ(Gamma)-CorrectionofGrayScale使用gamma的每個企業(yè)雖然有差別，大約使用1.0~3.0差異.隨著液晶的特性不一樣，但是gamma1.0時

以正面為基準20度以上GrayLevelInversion發(fā)生，色相反gamma3.0時還是20度以上，色相反一般地使用gamma2.2

視角和透視率都具有良好的值LCDModule■WaveformofPixeldrivingVoltages

KickBackVoltage:

TFT形成時根據發(fā)生的寄生capacitance中，由發(fā)生的電壓強gateoff時△V下降的電壓由于Evenframe和Oddframe的kickback電壓不一致，為了防止Flicker，認可Vcom，調節(jié)Voffset(Vd++Vd-)2△V=×Vd-pCgd(Clc+Cs+Cgd)Voffset=-VcomLCDModule■Flicker是?-由于可透視光的量的差異，開始時看到像一閃一閃的現(xiàn)象■發(fā)生原因-(+)周期中的△V和(-)周期中的△V的大小不一樣時-Vcom的Center電壓高或者低時/VcomH,VcomL電壓高或者低的情況-VdataH/VdataL的值高或者低時Vrms被液晶認可的電壓[V]正常隨時間的光透視圖[%]???正常LCDModule■FLICKER

■PixelDrivingMethods(2)+++++++++++++++++++++++++-----+++++-----+-+-+-+-+-+-+-+-+-+--------------------------+++++-----++++++-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+++++++++++++++++++++++++-----+++++-----+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-1stFrame2ndFrame3rdFrameFrameInversionLineInversionDotInversion(FlickerFree)LCDModule■ApertureRatio&BlackMatrix

在UnitCell中

通過Backlight會出現(xiàn)的部分的面積比

???高，通過改善Panel光的透視率，提高

LCD畫面的灰度，

同一水準的灰度中，提高吸引性減少

Backlight消費電力

ApertureRatio(開口率)

由于Unitcell的像素電極差異，擋住Backlight的透視，防止連接的

ColorFilter

混色,為了遮住TFT的光照射，在

ColorFilter基板上設置遮光膜

在Dark狀態(tài)下，遮住防止像素電極周邊部分泄露的光，有提高

LCD的

Contrast

Ratio的效果。

BlackMatrix(B/M)LCDModule

StorageCapacitorBlackMatrixGate/DataLineTFTArea■InfluentialFactorsinApertureRatioLCDModule■DefectofTFTArrayLCDModule■TFTArryDesignForESDProtection(1)為了防止在工程中發(fā)生的ESDDefect，在Glass外部的數值隨著大電阻，起到電流向外逐出的作用。LCDModule■TFTArryDesignForESDProtection(2)在Line末端的BondingPad，連接二極管在ESD外的過電流，由Pad流入時，使電流分散，起到遮斷從panel端流入的作用，在ESD外的Damage最小化。LCDModule-別稱-像素(畵素,pixel)是?“電視或者傳送照片等中，構成畫面的最小單位的明暗的點。畫面整體的像素數越多(像素大小可變小)，可產生精密的詳細的再現(xiàn)畫面，這變現(xiàn)為‘分辨率高’.”(Naver百科詞典)另一方面,在像素數固定的狀態(tài)下，畫面大小增加的話,分辨率變低.COLORFILTER構成Display畫面的像素(pixel)中，R,G,B按色別各有一個未點燈點燈1個像素1個SubPixelLCD概要■ColorFilter:像素Pixel構成Stripe排列

-設計

&CF工程間斷

(直線

Data配電線)-驅動回路間斷

-高清晰度

DataDisplay(NotePC,PCMonitor)Mosaic排列

-設計間斷(直線

Data配電線)-混色性優(yōu)先

-驅動回路復雜Delta排列

-設計復雜(ZigzagData配電線)-很色性最優(yōu)先

-妨礙性

A/V用

Display(小型

TV)■ColorFilter:R/G/B排列LCD??----++++E+-noneLCD概要科學的特征:折射率異方性電器特征:流傳率異方性■液晶的特征■電界與液晶間的特征■液晶的特征<電壓未認可時><電壓認可時>OFFON++

隨電界液晶分子的排列變化。

隨著液晶分析排列變化的程度,決定通過的光亮。LCD概要■Silicon分類■Silicon原子排列多結晶硅(PolyCrystalline)高溫分離硅(HighTemperaturepoly-Silicon)低溫分離硅(LowTemperaturepoly-Silicon,LTPS)固體結晶質(Crystal)非晶質(Amorphous)單結晶(SingleCrystal)LTPS?

代替高溫結晶化工程使用Annealing工程，在400℃以下的低溫中形成非結晶的硅(a-Si)的制造方法。HTPS是600℃以上高溫熱處理所需，因為代替玻璃基板，使用高價的石英巖基板，生產單價高LCD概要區(qū)分非晶質硅TFT(????

硅/a-Si)多結晶硅TFT(??

硅/p-Si)硅構造硅原子間距離不均等。硅原子間距離一定，區(qū)域內也一定。優(yōu)點-.硅層形成工程段數(??1回實施)-.常用的TFT基本技術-.特征安定性(Tr特征,Uniformity)-.有CostMerit。-.可通過高電流量-.根a-Si相比TFT元件較小